CN203482710U - 一种无土栽培营养液的增氧、消毒装置 - Google Patents
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Abstract
一种无土栽培营养液的增氧、消毒装置，包括过滤器（3）、制氧机（5）、臭氧发生器（6）、微纳米气泡快速发生装置和紫外线消毒器（8）；营养液增氧时由制氧机（5）产生氧气进入微纳米气泡快速发生装置制取高浓度的微纳米气泡富氧水，进行循环增氧；营养液消毒时由制氧机（5）产生氧气供给臭氧发生器（6），进而产生臭氧进入微纳米气泡快速发生装置制取高浓度的微纳米气泡臭氧水，并流经紫外线消毒器（8）进行联合消毒；消毒完成后含有微纳米臭氧气泡的营养液进行残余臭氧的吹脱，以便进行营养液的循环利用。该装置可制取高浓度微纳米气泡富氧水，提高增氧效率；同时采用微纳米气泡臭氧水和紫外线联合消毒，消毒效率更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业生产领域，具体涉及一种无土栽培营养液的增氧、消毒装置。
背景技术
无土栽培是一种不用天然土壤而采用含有植物生长发育必需元素的营养液来提供营养，使植物正常完成整个生命周期的栽培技术。为了节约大量水资源，避免对环境造成污染，国内外的无土栽培系统更多的采用封闭式系统。在封闭式系统中，无土栽培的营养液一般采用循环的方式被多次反复使用。
封闭式无土栽培系统中营养液的使用主要存在两个问题：一是营养液容易缺氧。无土栽培尤其是水培，因营养液层较深、根系活动范围小，容易造成氧气供应不足。作物根系缺氧时，其生长缓慢、水分及养分吸收减弱，从而影响地上部分生长并导致产量下降。二是营养液的灭菌消毒。由于营养液的循环使用，营养液接触病原的几率大大增加，并且一旦染病传播会非常迅速，短时间内就能使整个栽培系统全部染病，造成重大的经济损失。
为了解决上述两个问题，目前有一些针对性的方法。
营养液增氧方面，主要依靠水泵循环使营养液在大部分时间处于流动状态。营养液在流动过程中通过水流的冲击以及与空气接触来提高自身的溶解氧。这种方法在大型水培系统中效率较低，很难满足植物生长需要。
营养液灭菌消毒方面，目前方法比较多。包括高温消毒、砂滤、化学药剂、紫外线、臭氧等。其中高温消毒效果好且环境友好，但耗能较大、投入也较大；砂滤处理量较小，效果一般，但环境友好无污染；化学试剂效果稳定，但对环境有污染易造成药剂残留；紫外线杀菌效率高，但受水质影响较大；臭氧消毒反应迅速，无二次残留，但投资较大，消毒后需要放置一段时间才能使用。
实用新型内容
本实用新型针对现有营养液增氧方法效率较低以及现有的营养液消毒方法单一，使用存在各种不足等问题，提供一种新型高效的无土栽培营养液的增氧、消毒装置。
本实用新型提供一种无土栽培营养液的增氧、消毒装置，所述装置包括第一贮液池1、潜水泵2、过滤器3、制氧机5、臭氧发生器6、微纳米气泡快速发生装置和紫外线消毒器8、第二贮液池9、空压机10、潜水泵11、种植槽12，所述微纳米气泡快速发生装置包括微纳米气泡快速发生装置主机4和微纳米气泡释放装置7；其中，所述第一贮液池1通过第一管路14连接过滤器3，第一管路14上安装有潜水泵2，过滤器3通过第二管路15连接微纳米气泡快速发生装置主机4，微纳米气泡快速发生装置主机4通过第三管路17连接微纳米气泡释放装置7，微纳米气泡释放装置7通过第四管路18连接紫外线消毒器8，紫外线消毒器8通过第五管路19连接第二贮液池9，第二贮液池9通过第六管路20连接种植槽12的一端，种植槽12的另一端通过第七管路13连接第一贮液池1，第六管路20上安装有潜水泵11；第二贮液池9还通过空气管路23和空压机10连接；制氧机5通过第一氧气管路16与微纳米气泡快速发生装置主机4连接，并通过第二氧气管路21与臭氧发生器6连接，臭氧发生器6与微纳米气泡快速发生装置主机4通过臭氧管路22连接。
营养液增氧时由制氧机5产生氧气进入微纳米气泡快速发生装置制取高浓度的微纳米气泡水，进行循环增氧；营养液消毒时由制氧机5产生氧气供给臭氧发生器6，进而产生臭氧进入微纳米气泡快速发生装置制取高浓度的微纳米气泡臭氧水，并流经紫外线消毒器8进行联合消毒；消毒完成后含有微纳米臭氧气泡的营养液流入第二贮液池9，启动空压机10进行残余臭氧的吹脱，以便进行营养液的循环利用。
所述臭氧发生器6包括电晕放电装置。
所述微纳米气泡释放装置7为耐臭氧腐蚀材质，如304不锈钢或者聚四氟乙烯材质。
所述潜水泵2和潜水泵11为不锈钢耐腐蚀自吸泵。
所述紫外线消毒器为过流式紫外线消毒器。
本实用新型由于采用上述技术方案，其具有以下优点：
1.本实用新型采用微纳米曝气技术，微纳米气泡快速发生装置使氧气/臭氧在水中高效溶解，生成高浓度的氧气/臭氧微纳米气泡水，同时生成的微纳米气泡具有缓释效果，可延长氧气/臭氧在水中的存留时间，提高利用率。
2.本实用新型采用多段工艺对营养液进行消毒，包括前端过滤、臭氧、紫外线三段工艺，三段工艺扬长避短互为补充，实现对营养液的高效灭菌。
3.在营养液进入臭氧和紫外线消毒前，使其先经过过滤器，减少了营养液中还原性物质和不透明杂质对消毒效果的影响，大大提高了杀菌效果。
4.臭氧和紫外线结合使用，水中溶解的臭氧在紫外线照射下能够生成反应活性更高的羟基自由基（·OH），进而加速了水中有机物的去除速率。
5.该设备后段采用空压机对残留臭氧进行吹脱，使营养液中的臭氧浓度降到0.1mg/L以下，经臭氧消毒后的营养液可立即投入使用不对植物造成损伤。
6.换茬时不启动空压机，含有微纳米臭氧气泡的营养液在串联水培设施内进行数次循环，将有效清除设施死角的病原菌。
7.该设备可实现增氧、消毒双向功能，既能对营养液进行增氧，又能对营养液进行消毒，有效降低了单一设备的累加投资成本。
8.该设备技术成熟，产品性能稳定，操作简单，营养液增氧效率高，臭氧水制取方便，消毒更为彻底。
附图说明
图1是本实用新型的营养液增氧、消毒装置的结构示意图。
其中：1-第一贮液池，2-潜水泵，3-过滤器，4-微纳米气泡快速发生装置主机，5-制氧机，6-臭氧发生器，7-微纳米气泡释放装置，8-紫外线消毒器，9-第二贮液池，10-空压机，11-潜水泵，12-种植槽，13-第七管路，14-第一管路，15-第二管路，16-第一氧气管路，17-第三管路，18-第四管路，19-第五管路，20-第六管路，21-第二氧气管路，22-臭氧管路，23-空气管路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述以更好地理解本实用新型。
图1是本实用新型的营养液增氧、消毒装置的结构示意图，该装置包括第一贮液池1、潜水泵2、过滤器3、制氧机5、臭氧发生器6、微纳米气泡快速发生装置和紫外线消毒器8、第二贮液池9、空压机10、潜水泵11、种植槽12以及气体、液体流通管路。
微纳米气泡快速发生装置包括微纳米气泡快速发生装置主机4和微纳米气泡释放装置7，能够将气体（氧气、臭氧、空气等）以回旋切割的方式高效、快速地溶入水中，形成微纳米气泡，其直径小于50μm。微纳米气泡在水中上升缓慢，能够在水中停留更长的时间，并且微纳米气泡会自我压缩溶解在水中，在水中具有很高的溶解度。
潜水泵2将第一贮液池1的营养液进行提升，通过第一管路14进入过滤器3进行过滤，过滤器3为筛网式、叠片式或砂滤式过滤器，用于滤除营养液中的腐根、沉淀颗粒及有机物杂质，避免堵塞微纳米气泡快速发生装置，保证紫外线消毒的有效性以及减少对臭氧的无效损耗，提高消毒效率。
制氧机5通过第一氧气管路16与微纳米气泡快速发生装置主机4连接，并通过第二氧气管路21与臭氧发生器6连接。臭氧发生器6与微纳米气泡快速发生装置主机4通过臭氧管路22连接。
经过过滤器3过滤后的营养液通过第二管路15进入微纳米气泡快速发生装置主机4，当营养液需要增氧时，氧气从制氧机5通过第一氧气管路16进入微纳米气泡快速发生装置主机4，当营养液需要消毒时，氧气从制氧机5通过第二氧气管路21进入臭氧发生器6，臭氧发生器6制取的臭氧通过臭氧管路22进入微纳米气泡快速发生装置主机4，营养液与同时进入主机的氧气或臭氧混合后，经第三管路17进入微纳米气泡释放装置7产生微纳米气泡，微纳米气泡水流经第四管路18进入紫外线消毒器8，再经过第五管路19流入第二贮液池9，至此，经过增氧或者消毒的营养液经过潜水泵11的提升可沿第六管路20流入种植槽12循环利用，最后种植槽12的营养液沿第七管路13回流到第一贮液池1，完成一次增氧或者消毒循环。
营养液增氧时由制氧机5产生氧气通过第一氧气管路16进入微纳米气泡快速发生装置制取高浓度的微纳米气泡富氧水，进行循环增氧；营养液消毒时由制氧机5产生氧气通过第二氧气管路21供给臭氧发生器6，进而产生臭氧经过臭氧管路22进入微纳米气泡快速发生装置制取高浓度的微纳米气泡臭氧水，并流经紫外线消毒器8进行联合消毒；消毒完成后含有微纳米臭氧气泡的营养液流入第二贮液池9，空压机10与第二贮液池9通过空气管路23连接，启动空压机10可进行残余臭氧的吹脱，以便进行营养液的循环利用。换茬时对营养液和水培设施进行全面消毒，营养液经臭氧和紫外线消毒流入第二贮液池9后，不启动空压机10，含有微纳米臭氧气泡的营养液在串联水培设施内进行数次循环，将有效清除设施死角的病原菌。营养液放置1天，待残余臭氧浓度降到0.1mg/L后（也可开启空压机加速残余臭氧的吹脱），可重新进行定植，循环利用营养液。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。因此，尽管本说明书和实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本实用新型专利的保护范围当中。
Claims (6)
1.一种无土栽培营养液的增氧、消毒装置，包括第一贮液池（1）、潜水泵（2，11）、过滤器（3）、制氧机（5）、臭氧发生器（6）、微纳米气泡快速发生装置和紫外线消毒器（8）、第二贮液池（9）、空压机（10）、种植槽（12），所述微纳米气泡快速发生装置包括微纳米气泡快速发生装置主机（4）和微纳米气泡释放装置（7）；其特征在于：
所述第一贮液池（1）通过第一管路（14）连接过滤器（3），第一管路（14）上安装有潜水泵（2），过滤器（3）通过第二管路（15）连接微纳米气泡快速发生装置主机(4)，微纳米气泡快速发生装置主机（4）通过第三管路（17）连接微纳米气泡释放装置（7），微纳米气泡释放装置（7）通过第四管路（18）连接紫外线消毒器（8），紫外线消毒器（8）通过第五管路（19）连接第二贮液池（9），第二贮液池（9）通过第六管路（20）连接种植槽（12）的一端，种植槽（12）的另一端通过第七管路（13）连接第一贮液池（1），第六管路（20）上安装有潜水泵（11）；第二贮液池（9）还通过空气管路（23）和空压机（10）连接；制氧机（5）通过第一氧气管路（16）与微纳米气泡快速发生装置主机（4）连接，并通过第二氧气管路（21）与臭氧发生器（6）连接；臭氧发生器（6）与微纳米气泡快速发生装置主机（4）通过臭氧管路（22）连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其中臭氧发生器（6）包括电晕放电装置。
3.根据权利要求1所述的装置，其中微纳米气泡释放装置（7）用耐臭氧腐蚀材质制成。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述耐臭氧腐蚀材质为304不锈钢或者聚四氟乙烯材质。
5.根据权利要求1所述的装置，其中潜水泵（2）和潜水泵（11）为不锈钢耐腐蚀自吸泵。
6.根据权利要求1所述的装置，其中紫外线消毒器（8）为过流式紫外线消毒器。
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